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Photovoltaik effektiv nutzen

Fragen und Antworten

Allgemeines zu erneuerbaren Energien

Welche erneuerbaren Energieträger gibt es und worauf beruhen diese?
Die wichtigste erneuerbare Energiequelle ist die Sonne. Auf ihr basieren direkt die solare Wärme, die Photovoltaik und alle Bioenergien (z.B. Holz, Biogas, Biotreibstoffe) sowie indirekt die Windenergie und die Wasserkraft. Die Wärme des Erdinneren (Geothermie) ist die zweite Quelle erneuerbarer Energien. Die Meeresenergien (z.B. Wellenenergie, Gezeitenkraftwerke, Meeresströmungskraftwerke) beruhen teils auf der Erdrotation als dritte erneuerbare Energiequelle und teils auf der Sonneneinstrahlung
Wie kann ich als Besitzer eines Hauses erneuerbare Energien nutzen?
Grundvoraussetzung bei jedem Haus ist eine effiziente Wärmedämmung, z.B. eine Dämmung der Außenwände und Fenster mit Wärmeschutzverglasung. Erneuerbare Energien bieten sich dann für den verbleibenden Restbedarf (Heizwärme und Warmwasser) an. Zum sparsamen Umgang mit Energie gehören auch stromsparende Elektrogeräte. Um den dann noch vorhandenen Strombedarf aus erneuerbaren Energien zu decken, kann man zu einem Ökostromanbieter wechseln. Mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach wird man zu einem der Produzenten für Ökostrom.
Was ist ein Inselsystem? Soll ich versuchen, mein Haus energieautark zu machen?
Dient eine Photovoltaikanlage oder eine kleine Windenergieanlage nur der Stromversorgung eines Gebäudes und ist nicht mit dem allgemeinen Stromnetz verbunden, spricht man von einem Inselsystem. Hier sind dann Stromspeicher, also z.B. Batterien, notwendig. In Deutschland haben diese Systeme eine geringe Bedeutung; anders ist es in großen Staaten ohne flächendeckendes Stromnetz und in Entwicklungsländern. Die Ankopplung an das allgemeine Stromnetz ist Voraussetzung, dass der Solar- oder Windstrom durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz vergütet und die Abnahme garantiert wird.
Wer kann mich beraten, welche Technik zur Nutzung der erneuerbaren Energien für mein Haus die richtige ist?
Für eine erste Beratung kann man sich an eine der örtlichen Energieberatungsstellen der Verbraucherzentralen wenden. Eine erste grundlegende Analyse des Gebäudes mit Handlungsempfehlungen kann auch im Rahmen des Förderprogramms "Vor-Ort-Beratung" mit einem Beratungszuschuss gefördert werden. Detaillierte Analysen und Planungen können nur im Rahmen von Aufträgen an Experten geleistet werden, zum Beispiel durch Energieberater und Planungsbüros. Auch viele Handwerksfirmen sind im Bereich erneuerbarer Energien erfahren und können Kunden in ihrem Fachgebiet kompetent beraten.
Wie finde ich einen Handwerker oder Fachplaner vor Ort?
Bei der Suche nach lokalen und regionalen Fachleuten wird man auf regionalen Handwerker- oder Solarmessen fündig oder man kann sich an die örtliche Umwelt- oder Energieberatung wenden. Eine weitere Möglichkeit ist, sich bei Nachbarn mit bereits vorhandenen Anlagen nach deren Erfahrungen zu erkundigen. Auch das Internet (z.B. die Bundesverbände der Branche), die Gelben Seiten und spezielle Branchenbücher bieten eine Fülle von Adressen spezialisierter Firmen.
Wie technisch zuverlässig sind erneuerbare Energietechniken heute?
Solarkollektoren, Holzheizungen und Wärmepumpen sind mindestens so zuverlässig und langlebig wie die konventionelle Heiztechnik. Dank der systematischen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind die Probleme, die in den Pioniertagen vor 20 Jahren noch aufgetreten sind, längst überwunden. Auch bei der Photovoltaik und der Windenergie werden Nutzungszeiten von 20 Jahren und mehr erwartet.

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Photovoltaik - Allgemein

Was ist Photovoltaik?
Sonnenlicht wird auch in Form von elektromagnetischer Strahlung (Photonen) abgegeben. Wenn diese Sonnenstrahlen auf ein speziell bearbeitetes, oft auf Silizium basierendes Halbleitermaterial (Photozelle) auftreffen, können sie dort Elektronen in Bewegung setzen und damit Strom erzeugen.
Wie ist eine Photovoltaikanlage im Prinzip aufgebaut?
Eine Photovoltaikanlage (andere Bezeichnungen: Photovoltaik, Solarmodul, Solarzelle, PV-Modul, Solarstrom) nutzt den oben geschilderten Effekt. Bei einer Photovoltaikanlage bilden viele Solarzellen ein Photovoltaikmodul (1 m x 0,5 m). Mehrere Module bilden dann die Photovoltaikanlage. Die Anlage erzeugt Gleichstrom, der über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden kann.
Welche verschiedenen Zelltypen gibt es?
Es gibt eine Vielzahl von Materialien und Konzepten für Solarzellen mit unterschiedlichen Formen, Farben und Leistungsdaten. Meist unterscheidet man in kristalline Zellen (monokristallin, polykristallin) und Dünnschichtzellen (u.a. amorphes Silizium, Cadmium-Tellurid, Kupfer-Indium-Diselenid). Kristalline Zellen überwiegen auf dem Markt. Dünnschichtzellen haben den Vorteil eines geringeren Material- und Energieeinsatzes und können beliebige Modulformate annehmen.
Warum wird Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist?
Das Netz übernimmt die Funktion des "Stromspeichers", d.h. der gesamte erzeugte Solarstrom wird sofort übernommen und verteilt. Derartige Anlagen nennt man netzgekoppelt. Dieses Konzept ist technisch und wirtschaftlich ein Vorteil für den Solarstrom, da bislang Stromspeicher (z.B. Akkus) technisch sehr aufwendig und teuer sind. Mit einer Photovoltaikanlage wird man Stromerzeuger, aber nicht autark.Bei uns in Deutschland sind autarke Systeme selten. Hier versorgt die Photovoltaik - meist im Verbund mit einer anderen Technik zur Stromerzeugung - ein Gebäude komplett mit Strom (z.B. Hütten in den Alpen), das weit entfernt vom Stromnetz steht und deshalb nicht wirtschaftlich ans Netz angeschlossen werden kann.
Welche Anforderungen stellen die Anlagen an Dachneigung und Himmelsrichtung?
Generell können Photovoltaikanlagen auf geneigten Dächern und Flachdächern, als Teil der Fassade und auf Freiflächen montiert werden. Die höchsten Erträge erzielt man bei ungefähr 35 Grad Dachneigung und Süddach. Auch mit einer Abweichung von Südost zu Südwest und bei der Neigung von ± 20 Grad erreichen die Anlagen mehr als 90 Prozent ihrer Leistung. Bei geneigten Anlagen reinigt der Regen diese auch von Staub und Schmutz.
Was bedeutet "Verschattung" und warum ist das für die Anlagen ein Problem?
Der Stand der Sonne "wandert" mit den Jahreszeiten und das Sonnenlicht fällt in verschiedenen Winkeln ein. Photovoltaikanlagen sollten möglichst zu keiner Tages- oder Jahreszeit "verschattet" sein. Auch eine zeitweise "Verschattung" - auch nur von Teilflächen - kann zu Ertragseinbußen von 5 bis 10 Prozent im Jahr führen. Mögliche Ursachen des Schattens sind Bäume, Kamine, Satellitenschüsseln und Nachbargebäude.
Was leistet eine typische Standardanlage und gibt es regionale Unterschiede?
Ja, es gibt regionale Unterschiede. In Norddeutschland erzielt man bei Südausrichtung und 30 Grad geneigter Flächen Jahreswerte von etwa 800 kWh/kWpeak und in Süddeutschland von ungefähr 900 kWh/kWpeak.
Welche rechtlichen Anforderungen gibt es für Photovoltaikanlagen?
Photovoltaikanlagen sind meistens als Bauvorhaben genehmigungsfrei, wenn nicht andere planungsrechtliche Regelungen oder Vorgaben des Bundeslandes vorliegen (z.B. Ensembleschutz, Nähe zu Baudenkmalen, unterschiedliche Regelungen in den Bundesländern). Sie müssen einerseits die Anforderungen als elektrische Anlage (z.B. diverse Normen für Netzanschluss und Umgang mit Starkstrom) und als Bauteil (hartes Dach, Brandschutz, Statik) erfüllen. Die Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage (Verbindung des Wechselrichters mit dem Stromnetz) darf nur durch einen zugelassenen Elektroinstallateur erfolgen.
Was ist bei denkmalgeschützten Häusern zu beachten?
Bei diesen Gebäuden braucht man die Zustimmung der zuständigen Denkmalbehörde. Das Landesamt für Denkmalpflege Hessen bietet im Internet unter www.denkmalpflege-hessen.de in der Rubrik "Ratgeber" eine Fotogalerie gelungener Beispiele und weitere Tipps an. Solarinteressierte sollten sich möglichst frühzeitig mit ihrem Denkmalamt in Verbindung setzen und versuchen, im Gespräch individuelle Lösungen zu vereinbaren.

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Eigenverbrauch von Solarstrom

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A. Regelung für Anlagen, die bis zum 30. Juni 2010 errichtet wurden

Wie kann ich meinen Strom selbst nutzen (§ 33 Abs. 2 des EEG 2009)?

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B. Regelung für Anlagen, die ab dem 1. Juli 2010 in Betrieb gehen

Was ändert sich durch die geplante Änderung des Gesetzes?
Woraus besteht mein Vorteil, wenn ich den Strom selbst nutze?
Wann muss ich mich dafür entscheiden?
Die Regelung stellt eine Option und keine Pflicht dar; sie kann jederzeit genutzt werden. Der Betreiber kann sich auch jederzeit wieder gegen diese Option entscheiden. Soweit Strom aus der Photovoltaikanlage gerade nicht selbst verbraucht und stattdessen in das Netz eingespeist wird, gelten für diesen Anteil die allgemeinen Vergütungssätze für die Netzeinspeisung der §§ 32, 33 EEG.
Muss ich Umsatzsteuer bezahlen?
Zur Wirkung der Regelung auf die Umsatzsteuer wird auf die folgenden Stellungnahmen verwiesen.
Was ist beim technischen Anschluss der Anlagen zu beachten?
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) veröffentlicht technische Richtlinien zum Anschluss der Anlagen. Für den Direktverbrauch ist die "Ergänzung zur Technischen Richtlinie: Technische Anschlussbedingungen für den Anschluss an das Niederspannungsnetz (TAB 2007)", Ausgabe April 2009 bzw. in aktualisierter Fassung relevant. Weitere Informationen finden Sie unter www.vde.com.

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Finanzierung von Photovoltaikanlagen

Welche Auswirkung auf die Versicherungspflichten oder steuerlichen Fragen gibt es?
Photovoltaikanlagen zu betreiben, ist eine unternehmerische Tätigkeit, allerdings muss man bei den im privaten Ein- und Zweifamilienhaus üblichen Anlagengrößen meistens (bis 3kWpeak) kein Gewerbe anmelden. Auswirkungen können steuerrechtlich hinsichtlich Einkommens-, Gewerbe- und Umsatzsteuer sowie bei der Gebäudehaftpflicht- und Krankenversicherung bestehen. Bei Anlagen im Eigentum von Vereinen kann die Gemeinnützigkeit betroffen sein. Daher sollte man in allen Zweifelsfällen diese Fragen im Vorhinein mit dem Finanzamt, dem Ordnungsamt oder dem Versicherungsunternehmen klären.
Wie lange halten Photovoltaikanlagen?
Bei Photovoltaikanlagen kann man von einer Mindestlebensdauer von 25 Jahren ausgehen. Es ist aber wahrscheinlich, dass viele Anlagen 30 bis 40 Jahre erreichen werden. Viele Hersteller garantieren Laufzeiten von 20 Jahren und mehr.
Wie finanziert sich eine Photovoltaikanlage?
Das wichtigste Förderinstrument für Photovoltaikanlagen ist das Erneuerbare- Energien-Gesetz (EEG), das verlässliche Einspeisetarife für Solarstrom garantiert. Der Strom wird entweder komplett ins Netz eingespeist und vergütet oder selbst verbraucht. Die gesetzlich festgelegten Vergütungssätze nehmen jährlich um einen bestimmten Faktor ab. Die abgesenkten Sätze gelten aber nur für neu in Betrieb gehende Anlagen. Ist die Anlage einmal errichtet, wird der Vergütungssatz aus dem Jahr der Inbetriebnahme für 20 Jahre gezahlt. Das Gesetz wird laufend überprüft. Bei einer Gesetzesänderung werden in der Regel auch die Vergütungen angepasst.
Bleiben die Einspeisevergütungen 20 Jahre lang garantiert oder kann sich das nach einer Bundestagswahl auch rückwirkend ändern?
Der Gesetzgeber kann das Erneuerbare- Energien-Gesetz ändern. Bislang haben alle Fraktionen im Bundestag das EEG mit großer Mehrheit unterstützt. Für bestehende Anlagen sind die aktuell im Gesetz festgelegten Einspeisetarife schon sehr verlässlich. Erfahrungsgemäß erstrecken sich die meisten Gesetzesänderungen auf den Zeitraum nach dem Inkrafttreten eines Gesetzes bzw. es gibt Übergangsregelungen für Altanlagen. Änderungen der Vergütung beziehen sich dann in der Regel also nur auf neu in Betrieb gehende Anlagen.
Wie sieht meine wirtschaftliche Bilanz aus?
Die Größe einer privaten Photovoltaikanlage hängt nicht vom Strombedarf der Hausbewohner ab, sondern von deren Investitionsbereitschaft und der verfügbaren Dachfläche. Dabei benötigt eine Anlage mit 1 kWpeak, die ca. 800 bis 900 kWh Strom pro Jahr erzeugt, etwa 7 bis 10 m2 Dachfläche. Je nach Anlagengröße, Technik und Ausstattung kostet ein 1 kWpeak installierter Leistung um etwa 3.000 Euro. Die KfW stellt zinsgünstige Darlehen für Photovoltaikanlagen bereit. Diese können über die Hausbank beantragt werden.

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Netzanschluss von Photovoltaikanlagen

Welche Anträge muss ich an das Energieversorgungsunternehmen (EVU) stellen?
Das Erneuerbare-Energien-Gesetz verpflichtet Energieversorgungsunternehmen, Strom aus Photovoltaikanlagen ins Netz aufzunehmen. Üblicherweise wird eine Photovoltaikanlage vom durchführenden Elektroinstallateur mit den technischen Details beim EVU angemeldet. Es gibt aber keine Genehmigung des EVU oder einen besonderen Vertrag. Allerdings sind die technischen Anforderungen des Netzes auch von der Photovoltaikanlage zu erfüllen. Auch diese Anlagen müssen abgeschaltet werden, wenn Monteure am Stromnetz arbeiten. Die Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage führen der Elektroinstallateur und ein Vertreter des Netzbetreibers gemeinsam durch.

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Photovoltaik – Wissenswertes

Welches Strahlungsrisiko (Elektrosmog) geht von Photovoltaikanlagen aus?
Gelegentlich wird gefragt, ob Photovoltaikanlagen Elektrosmog verursachen können. Wechselrichter können unter Umständen auf sehr niedrigem Niveau elektrische und magnetische Strahlung im Umfeld der Anlagen verursachen. Die Wechselrichter auf dem deutschen Markt halten die Grenzwerte der Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (26. BIMSchV) zum Elektrosmog ein. Wissenschaftliche Untersuchungen an Transformator-Wechselrichtern ergaben, dass diese baubiologische Grenzwerte mühelos einhalten.
Können die Anlagen recycelt werden?
Ja, auch Photovoltaikmodule müssen recycelt werden, wenn sie nach jahrzehntelanger Stromproduktion durch neue Module ersetzt worden sind. Diese alten Module zu recyceln, ist einerseits für die Hersteller energetisch hochinteressant und andererseits ökotoxikologisch zwingend, wenn Zellen z.B. Schwermetalle wie Cadmium enthalten. Bereits seit 10 Jahren beschäftigt sich die Energieforschung mit dem Thema. Bei einigen Firmen arbeiten bereits die ersten Recyclinganlagen. Wegen der langen Haltbarkeit der Module werden aber erst ab 2025 relevante Abfallmengen anfallen.
Welche weiteren Möglichkeiten bieten Photovoltaikanlagen?
Heute werden Photovoltaikanlagen längst über die Stromerzeugung hinaus auch zur architektonischen Gestaltung von Gebäuden eingesetzt. Es gibt Anlagen in unterschiedlichen Farben und Formen und man kann sie in die Fassade, in transparente Flächen oder in Vorrichtungen zum Sonnen- und Witterungsschutz integrieren.
Welche Möglichkeiten bietet Photovoltaik zur Geräteversorgung?
Wenn fern vom Netz elektrische Geräte benötigt werden, bietet sich eine photovoltaische Stromversorgung als zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit an, da aufwendige und teure Leitungsarbeiten entfallen. Im häuslichen Bereich findet man Geräte mit Solarstrom z.B. bei Rollos für Dachfenster oder Wasserpumpen für Gartenteiche. Im öffentlichen Bereich sind sie bei Parkscheinautomaten fast Standard. Sie eignen sich auch für Notrufsäulen und Umweltmessstationen.
Was spricht gegen die Idee, Solarstrom im eigenen elektrischen Durchlauferhitzer zu verwenden?
Von einem Haus ganz ohne äußere Energiezufuhr träumen viele Menschen und oft hört man die Idee, künftig den Strom für den vorhandenen elektrischen Durchlauferhitzer mittels einer Photovoltaikanlage zu erzeugen. Das wäre aber kein effizienter Umgang mit Energie und sehr unwirtschaftlich. Um in den Genuss solaren Warmwassers zu kommen, sollte man besser direkt eine Kollektoranlage installieren. Diese erzeugt Wärme ohne unnötige Umwandlungsverluste.
Wie sieht die energetische Amortisation bei Photovoltaikanlagen aus?
Nach 3 bis 6 Jahren hat eine Photovoltaikanlage die Energie wieder eingespielt, die zu ihrer Herstellung aufgewendet werden musste. Bei Dünnschichtzellen liegt dieser Wert niedriger. Ab dann gewinnt die Anlage zusätzliche Energie. Die Anlagen produzieren also bei 30 Jahren Lebensdauer 5- bis 11-mal soviel Energie, wie zu ihrer Herstellung aufgewendet werden musste. Fossile Energietechniken amortisieren sich nie energetisch, da immer neue Energie zugeführt werden muss.
Welche Perspektiven bietet Photovoltaik in netzfernen Gebieten in der Dritten Welt?
Etwa 2 Milliarden Menschen in der Dritten Welt leben noch ohne Strom. Bereits eine Basisversorgung mit Strom für Licht, Kommunikation, Information oder Kühlung (z.B. Arzneimittel) würde Perspektiven eröffnen. Dieser Solarstrom würde an die Stelle des bisherigen, sehr teuren Stroms aus Dieselaggregaten treten. Durch den Verbund von Photovoltaik mit kleinen Windenergie- oder Biomasseanlagen könnten dezentrale kleine Stromnetze aufgebaut werden.

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Photovoltaik – große Anlagen

Welche Vorteile bieten große Anlagen?
Großanlagen sind wirtschaftlich und technisch günstiger. Es gibt große Dachanlagen, z.B. auf landwirtschaftlichen Gebäuden oder Industriehallen. In den letzten Jahren wurden in Deutschland auch noch viel größere Freiflächenanlagen errichtet. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz legt fest, auf welchen Flächenkategorien eine Vergütung gezahlt wird. Ein frei aufgestelltes Solarmodul im Garten hat z.B. keinen Anspruch auf Vergütung. Idealerweise werden diese Anlagen auf vorbelasteten Flächen errichtet, die weder landwirtschaftlich oder für Siedlungszwecke genutzt werden können und die nur geringe Bedeutung für den Naturschutz haben. Großanlagen tragen dazu bei, dass durch größere Marktvolumen die Herstellungspreise sinken und geben auch neue Impulse für Technologieentwicklung (Dünnschichtzellen).
Welche Dachflächen bieten sich für große Photovoltaikanlagen an?
Große Hallendächer von Fabriken und Einrichtungen, Kirchendächer sowie Fassaden von Büro- und Fabrikgebäuden. Besonders bei landwirtschaftlichen Betrieben stehen große Dachflächen (Scheunen, Wirtschaftsgebäude) zur Verfügung. Neben den Bio-Energien kann ein Landwirt auch durch eine große Photovoltaikanlage zum "Energiewirt" werden und eine zweite Ernte einfahren. Ein Teil der Landwirte, die nicht selbst Anlagenbetreiber werden wollen, verpachten ihre Dachflächen und erzielen hierüber Einnahmen.
Wer muss solche großen Anlagen genehmigen?
Zuständig sind die regionalen Planungs- und Baubehörden. Vor der Genehmigung gibt es ein förmliches Planungsverfahren (meistens Regionalplanung), in dem alle Beteiligten und ihre Einwände gehört und berücksichtigt werden müssen, und es gibt eine obligatorische Umweltverträglichkeitsprüfung. Am Ende steht ein Bebauungsplan. Dieser ist Pflicht und Voraussetzung für die Förderung durch das EEG.
Was kann man als Anlagenbetreiber zum Schutz von Natur und Umwelt beitragen?
Der Naturschutzbund (NABU) und der Bundesverband Solarwirtschaft haben sich 2005 auf einen "Kriterienkatalog für naturverträgliche Photovoltaik-Freiflächenanlagen" verständigt. Der Kriterienkatalog umfasst rund 20 Empfehlungen für Standortwahl, Ausgestaltung und Betrieb der Solarparks. Ziel ist die Verbesserung der biologischen Vielfalt auf der Anlagenfläche. Das Bundesumweltministerium hat den Ausbau der Solarparks in den vergangenen Jahren mit einem Forschungsprojekt begleitet. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Planungsleitfaden für Solarparks erarbeitet. Die Dokumentation zum Forschungsprojekt ist im Internet auf der BMU-Themenseite www.erneuerbare-energien.de veröffentlicht.